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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024129326
(43)【公開日】2024-09-27
(54)【発明の名称】空調システム及び換気装置
(51)【国際特許分類】
   F24F 5/00 20060101AFI20240919BHJP
   F24F 7/08 20060101ALI20240919BHJP
   F24F 3/00 20060101ALI20240919BHJP
   F25B 7/00 20060101ALI20240919BHJP
【FI】
F24F5/00 L
F24F7/08 A
F24F3/00 A
F25B7/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023038457
(22)【出願日】2023-03-13
(71)【出願人】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】高橋 隆
(72)【発明者】
【氏名】大堂 維大
(72)【発明者】
【氏名】鶴薗 祥太
(72)【発明者】
【氏名】松井 伸樹
(57)【要約】
【課題】換気装置が備える冷媒回路の新たな構成を提供する。
【解決手段】第1圧縮機と、建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、前記第1圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器が第1冷媒配管によって接続され、内部を第1冷媒が流れる第1冷媒回路と、第2圧縮機と、前記屋内に設けられ、前記屋内の空気と熱交換する第3熱交換器と、前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、前記第2圧縮機、前記第3熱交換器及び前記第4熱交換器が第2冷媒配管によって接続され、内部を第2冷媒が流れる第2冷媒回路と、前記第1冷媒と前記第2冷媒との間で熱交換を行う第1中間熱交換器と、を備える空調システム。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記第1圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器が第1冷媒配管によって接続され、内部を第1冷媒が流れる第1冷媒回路と、
第2圧縮機と、
前記屋内に設けられ、前記屋内の空気と熱交換する第3熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第2圧縮機、前記第3熱交換器及び前記第4熱交換器が第2冷媒配管によって接続され、内部を第2冷媒が流れる第2冷媒回路と、
前記第1冷媒と前記第2冷媒との間で熱交換を行う第1中間熱交換器と、
を備える、
空調システム。
【請求項2】
前記第1冷媒は、前記第1圧縮機から前記第1熱交換器、前記第1中間熱交換器及び前記第2熱交換器の順に流れて前記第1圧縮機に戻り、前記第2冷媒は、前記第2圧縮機から前記第1中間熱交換器、前記第4熱交換器及び前記第3熱交換器の順に流れて前記第2圧縮機に戻る、又は、前記第1冷媒は、前記第1圧縮機から前記第2熱交換器、前記第1中間熱交換器及び前記第1熱交換器の順に流れて前記第1圧縮機に戻り、前記第2冷媒は、前記第2圧縮機から前記第3熱交換器、前記第4熱交換器及び前記第1中間熱交換器の順に流れて前記第2圧縮機に戻る、
請求項1に記載の空調システム。
【請求項3】
前記第1冷媒回路における前記第1熱交換器と前記第1中間熱交換器との間に第1膨張弁を更に備え、
前記第2冷媒回路における前記第3熱交換器と前記第4熱交換器との間に第2膨張弁を更に備える、
請求項2に記載の空調システム。
【請求項4】
前記第1経路に設けられ、前記第2冷媒回路において前記第3熱交換器と並列に接続される第6熱交換器を更に備える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項5】
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第1熱交換器を含む第1冷凍サイクルと、
前記第2熱交換器を含む第2冷凍サイクルと、
前記第1冷凍サイクルの冷媒と、前記第2冷凍サイクルの冷媒とを熱交換する中間熱交換器と、
を備え、
前記第1熱交換器における熱量により、前記第2熱交換器と前記第4熱交換器との間の熱収支を調整する、
換気装置。
【請求項6】
第3圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記第3圧縮機及び前記第1熱交換器が第3冷媒配管によって接続され、内部を第3冷媒が流れる第3冷媒回路と、
第4圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第4圧縮機、前記第2熱交換器及び前記第4熱交換器が第4冷媒配管によって接続され、内部を第4冷媒が流れる第4冷媒回路と、
前記第3冷媒と前記第4冷媒との間で熱交換を行う第2中間熱交換器と、
を備える、
換気装置。
【請求項7】
第5圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記建物の屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第5圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第4熱交換器が第5冷媒配管によって接続され、内部を第5冷媒が流れる第5冷媒回路と、
第6圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記第6圧縮機及び前記第2熱交換器が第6冷媒配管によって接続され、内部を第6冷媒が流れる第6冷媒回路と、
前記第5冷媒と前記第6冷媒との間で熱交換を行う第3中間熱交換器と、
を備える、
換気装置。
【請求項8】
第7圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記建物の屋内に設けられ、前記屋内の空気と熱交換する第3熱交換器と、
前記第7圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第3熱交換器が第7冷媒配管によって接続され、内部を第7冷媒が流れる第7冷媒回路と、
第8圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第8圧縮機、前記第2熱交換器及び前記第4熱交換器が第8冷媒配管によって接続され、内部を第8冷媒が流れる第8冷媒回路と、
前記第7冷媒と前記第8冷媒との間で熱交換を行う第4中間熱交換器と、
を備える、
空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、空調システム及び換気装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、建物内の内気を排出する際に排熱回収し、回収された排熱を利用して建物内へ給気される外気を暖気する排熱回収装置が開示されている。特許文献1には、排気側熱交換部及び給気側熱交換部は、熱交換器の一端側が圧縮機に各々配管接続され、他端側が膨張弁に各々配管接続されて閉回路(冷媒回路)が形成されていること、閉回路内には冷媒が封入されていること、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004-144401号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
蒸気圧縮式の冷媒回路を用いる換気装置において、排気される空気と給気される空気の量は等しいことから、冷媒回路により温度の調整を行う必要がある。
【0005】
本開示は、換気装置が備える冷媒回路の新たな構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、
第1圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記第1圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器が第1冷媒配管によって接続され、内部を第1冷媒が流れる第1冷媒回路と、
第2圧縮機と、
前記屋内に設けられ、前記屋内の空気と熱交換する第3熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第2圧縮機、前記第3熱交換器及び前記第4熱交換器が第2冷媒配管によって接続され、内部を第2冷媒が流れる第2冷媒回路と、
前記第1冷媒と前記第2冷媒との間で熱交換を行う第1中間熱交換器と、
を備える、
空調システムである。
【0007】
本開示の空調システムによれば、空気調和装置における冷媒回路を利用して換気装置における冷媒回路を構成できる。
【0008】
本開示の空調システムにおいて、前記第1冷媒は、前記第1圧縮機から前記第1熱交換器、第1中間熱交換器及び前記第2熱交換器の順に流れて前記第1圧縮機に戻り、前記第2冷媒は、前記第2圧縮機から前記第1中間熱交換器、前記第4熱交換器及び前記第3熱交換器の順に流れて前記第2圧縮機に戻る、又は、前記第1冷媒は、前記第1圧縮機から前記第2熱交換器、前記第1中間熱交換器及び前記第1熱交換器の順に流れて前記第1圧縮機に戻り、前記第2冷媒は、前記第2圧縮機から前記第3熱交換器、前記第4熱交換器及び前記第1中間熱交換器の順に流れて前記第2圧縮機に戻るようにしてもよい。
【0009】
本開示の空調システムにおいて、前記第1冷媒回路における前記第1熱交換器と前記第1中間熱交換器との間に第1膨張弁を更に備え、前記第2冷媒回路における前記第3熱交換器と前記第4熱交換器との間に第2膨張弁を更に備えてもよい。
【0010】
本開示の空調システムにおいて、前記第1経路に設けられ、前記第2冷媒回路において前記第3熱交換器と並列に接続される第6熱交換器を更に備えてもよい。
【0011】
本開示は、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第1熱交換器を含む第1冷凍サイクルと、
前記第2熱交換器を含む第2冷凍サイクルと、
前記第1冷凍サイクルの冷媒と、前記第2冷凍サイクルの冷媒とを熱交換する中間熱交換器と、
を備え、
前記第1熱交換器における熱量により、前記第2熱交換器と前記第4熱交換器との間の熱収支を調整する、
換気装置である。
【0012】
本開示の換気装置によれば、屋外の空気と屋内の空気との温度差が大きい場合でも、屋外の空気を屋内の空気の温度まで調整できる。
【0013】
本開示は、
第3圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記第3圧縮機及び前記第1熱交換器が第3冷媒配管によって接続され、内部を第3冷媒が流れる第3冷媒回路と、
第4圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第4圧縮機、前記第2熱交換器及び前記第4熱交換器が第4冷媒配管によって接続され、内部を第4冷媒が流れる第4冷媒回路と、
前記第3冷媒と前記第4冷媒との間で熱交換を行う第2中間熱交換器と、
を備える、
換気装置である。
【0014】
本開示の換気装置によれば、屋外の空気と屋内の空気との温度差が大きい場合でも、屋外の空気を屋内の空気の温度まで調整できる。
【0015】
本開示は、
第5圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記建物の屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第5圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第4熱交換器が第5冷媒配管によって接続され、内部を第5冷媒が流れる第5冷媒回路と、
第6圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記第6圧縮機及び前記第2熱交換器が第6冷媒配管によって接続され、内部を第6冷媒が流れる第6冷媒回路と、
前記第5冷媒と前記第6冷媒との間で熱交換を行う第3中間熱交換器と、
を備える、
換気装置である。
【0016】
本開示の換気装置によれば、屋外の空気と屋内の空気との温度差が大きい場合でも、屋外の空気を屋内の空気の温度まで調整できる。
【0017】
本開示は、
第7圧縮機と、
建物の屋外に設けられ、前記屋外の空気と熱交換する第1熱交換器と、
前記建物の屋内に設けられ、前記屋内の空気と熱交換する第3熱交換器と、
前記第7圧縮機、前記第1熱交換器及び前記第3熱交換器が第7冷媒配管によって接続され、内部を第7冷媒が流れる第7冷媒回路と、
第8圧縮機と、
前記屋外の空気が前記建物の屋内に給気される第1経路に設けられる第2熱交換器と、
前記屋内の空気が前記屋外に排気される第2経路に設けられる第4熱交換器と、
前記第8圧縮機、前記第2熱交換器及び前記第4熱交換器が第8冷媒配管によって接続され、内部を第8冷媒が流れる第8冷媒回路と、
前記第7冷媒と前記第8冷媒との間で熱交換を行う第4中間熱交換器と、
を備える、
空調システムである。
【0018】
本開示の換気装置によれば、屋外の空気と屋内の空気との温度差が大きい場合でも、屋外の空気を屋内の空気の温度まで調整できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1図1は、第1実施形態に係る空調システムの概略構成を示す図である。
図2図2は、第1実施形態に係る空調システムにおける冷媒回路について説明する図である。
図3図3は、第1実施形態に係る空調システムの冷房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図4図4は、第1実施形態に係る空調システムの暖房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図5図5は、第2実施形態に係る空調システムの概略構成を示す図である。
図6図6は、第2実施形態に係る空調システムにおける冷媒回路について説明する図である。
図7図7は、第2実施形態に係る空調システムの冷房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図8図8は、第2実施形態に係る空調システムの暖房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図9図9は、第3実施形態に係る換気装置の概略構成を示す図である。
図10図10は、第3実施形態に係る換気装置における冷媒回路について説明する図である。
図11図11は、第3実施形態に係る換気装置の冷房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図12図12は、第3実施形態に係る換気装置の暖房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図13図13は、第4実施形態に係る換気装置の概略構成を示す図である。
図14図14は、第4実施形態に係る換気装置における冷媒回路について説明する図である。
図15図15は、第4実施形態に係る換気装置の冷房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図16図16は、第4実施形態に係る換気装置の暖房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図17図17は、第5実施形態に係る空調システムの概略構成を示す図である。
図18図18は、第5実施形態に係る空調システムにおける冷媒回路について説明する図である。
図19図19は、第5実施形態に係る空調システムの冷房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
図20図20は、第5実施形態に係る空調システムの暖房時における冷凍サイクルについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
【0021】
≪第1実施形態に係る空調システム1≫
第1実施形態に係る空調システム1について説明する。図1は、第1実施形態に係る空調システム1の概略構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係る空調システム1における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR2について説明する図である。空調システム1は、建物BLDの屋内IDSと屋外OPSとの間で換気を行う。また、空調システム1は、建物BLDの屋内IDSにおいて、空調を行う。
【0022】
給気ユニット20が建物BLDの屋外OPSから取り込む空気を外気OA(OA:Outdoor Air)という。なお、建物BLDの屋外OPSにおける空気を外気OAという場合がある。給気ユニット20が建物BLDの屋内IDSに送り込む空気を給気SA(SA:Supply Air)という。排気ユニット40が建物BLDの屋内IDSから取り込む空気を還気RA(RA:Return Air)という。排気ユニット40が建物BLDの屋外OPSに排気する空気を排気EA(EA:Exhaust Air)という。
【0023】
<空調システム1の構成>
空調システム1は、屋外ユニット10と、給気ユニット20と、屋内ユニット30と、排気ユニット40と、熱交換ユニット50と、を備える。また、空調システム1は、圧縮機61及び圧縮機62と、膨張弁71及び膨張弁72と、を備える。
【0024】
[屋外ユニット10]
屋外ユニット10は、建物BLDの屋外OPSに設けられる。屋外ユニット10は、いわゆる、室外機である。屋外ユニット10は、建物BLDの屋外OPSにおける外気OAと一次側冷媒REF1との間で熱交換を行う。屋外ユニット10は、屋外用熱交換器11と、送風機22と、を備える。
【0025】
屋外用熱交換器11は、建物BLDの屋外OPSにおける外気OAと一次側冷媒REF1との間で熱交換を行う。屋外用熱交換器11は、複数のプレート型のフィンと、フィンを貫通し一次側冷媒REF1が流れる配管と、を備える。複数のプレート型のフィンの間を外気OAが通過することにより、屋外用熱交換器11は、外気OAと一次側冷媒REF1との間で熱交換を行う。
【0026】
送風機12は、外気OAを屋外用熱交換器11に通過させる。送風機12は、例えば、外気OAを屋外用熱交換器11に供給するようにしてもよいし、屋外用熱交換器11を通過した外気OAを排気するようにしてもよい。送風機12により屋外用熱交換器11を通過した外気OAは、屋外用熱交換器11を流れる一次側冷媒REF1と熱交換する。屋外用熱交換器11と熱交換した外気OAは、建物BLDの屋外OPSに排気される。送風機12は、例えば、軸流送風機等である。
【0027】
[給気ユニット20]
給気ユニット20は、建物BLDの屋外OPSから外気OAを取り込んで、取り込んだ外気OAと一次側冷媒REF1との間で熱交換を行う。そして、給気ユニット20は、熱交換後の外気OAを給気SAとして建物BLDの屋内IDSに給気する。給気ユニット20は、給気用熱交換器21と、送風機22と、を備える。なお、建物BLDの屋外OPSの空気である外気OAが、給気ユニット20を経由して、建物BLDの屋内IDSに給気SAとして給気される経路を給気経路P1という。
【0028】
給気用熱交換器21は、外気OAと一次側冷媒REF1との熱交換を行う。給気用熱交換器21は、複数のプレート型のフィンと、フィンを貫通し一次側冷媒REF1が流れる配管と、を備える。
【0029】
給気用熱交換器21は、給気用熱交換器21の配管に一次側冷媒REF1が流れる。給気用熱交換器21のフィンの間を外気OAが流れることにより、外気OAと給気用熱交換器21の配管に流れる一次側冷媒REF1との間で熱交換が行われる。
【0030】
送風機22は、外気OAを給気用熱交換器21に送風する。給気用熱交換器21により給気用熱交換器21に送風された外気OAは、給気用熱交換器21を流れる一次側冷媒REF1と熱交換する。熱交換した外気OAは、建物BLDの屋内に給気SAとして送風される。送風機22は、例えば、遠心送風機又は軸流送風機等である。
【0031】
なお、給気用熱交換器21と送風機22との配置について、配置を逆にして、給気用熱交換器21で熱交換した外気OAを、送風機22により屋内に送風してもよい。
【0032】
[屋内ユニット30]
屋内ユニット30は、建物BLDの屋内IDSに設けられる。屋内ユニット30は、いわゆる、室内機である。屋内ユニット30は、建物BLDの屋内IDSの空気と二次側冷媒REF2との間で熱交換を行う。屋内ユニット30は、屋内用熱交換器31を備える。
【0033】
屋内用熱交換器31は、建物BLDの屋内IDSにおける空気と二次側冷媒REF2との間で熱交換を行う。屋内用熱交換器31は、複数のプレート型のフィンと、フィンを貫通し二次側冷媒REF2が流れる配管と、を備える。複数のプレート型のフィンの間を屋内IDSの空気が通過することにより、屋内用熱交換器31は、屋内IDSの空気と二次側冷媒REF2との間で熱交換を行う。
【0034】
なお、屋内ユニット30は、送風機を備えてもよい。屋内ユニット30が備える送風機により、屋内用熱交換器31に屋内IDSの空気を送るようにしてもよいし、屋内用熱交換器31を通過した屋内IDSの空気を屋内IDSに排気するようにしてもよい。
【0035】
[排気ユニット40]
排気ユニット40は、建物BLDの屋内IDSから還気RAを取り込んで、取り込んだ還気RAと二次側冷媒REF2との間で熱交換を行い、熱交換後の還気RAを排気EAとして建物BLDの屋外OPSに排気する。排気ユニット40は、排気用熱交換器41と、送風機42と、を備える。なお、建物BLDの屋内IDSの空気である還気RAが、排気ユニット40を経由して、建物BLDの屋外OPSに排気EAとして排気される経路を排気経路P2という。
【0036】
排気用熱交換器41は、還気RAと二次側冷媒REF2との熱交換を行う。排気用熱交換器41は、複数のプレート型のフィンと、フィンを貫通し冷媒が流れる配管と、を備える。排気用熱交換器41のフィンの間を還気RAが流れることにより、還気RAと排気用熱交換器41の配管に流れる二次側冷媒REF2との間で熱交換が行われる。
【0037】
送風機42は、還気RAを排気用熱交換器41に送風する。送風機42は、例えば、遠心送風機又は軸流送風機等である。排気用熱交換器41で熱交換された還気RAは、排気EAとして屋外に排出される。
【0038】
なお、排気用熱交換器41と送風機42との配置について、配置を逆にして、排気用熱交換器41で熱交換した還気RAを、送風機42により排気EAとして建物BLDの屋外に送風してもよい。
【0039】
[熱交換ユニット50]
熱交換ユニット50は、一次側冷媒REF1と二次側冷媒REF2との間で熱交換を行う。熱交換ユニット50は、中間熱交換器51を備える。中間熱交換器51は、いわゆる、カスケード熱交換器である。中間熱交換器51は、一次側冷媒REF1と二次側冷媒REF2との間で熱交換を行う。
【0040】
[圧縮機61及び圧縮機62]
圧縮機61は、圧縮した一次側冷媒REF1を吐出する。圧縮機62は、圧縮した二次側冷媒REF2を吐出する。圧縮機61及び圧縮機62のそれぞれは、いわゆる、コンプレッサである。圧縮機61及び圧縮機62のそれぞれは、例えば、ターボ形、容積形のコンプレッサである。圧縮機61及び圧縮機62のそれぞれは、切替弁等を備えることにより、冷媒を吐出する方向を変更できる。
【0041】
[膨張弁71及び膨張弁72]
膨張弁71は、圧縮された一次側冷媒REF1を減圧する。膨張弁72は、圧縮された二次側冷媒REF2を減圧する。
【0042】
<一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR2>
空調システム1における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR2について説明する。図2は、第1実施形態に係る空調システム1における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR2について説明する図である。なお、図2において、一次側冷媒REF1及び二次側冷媒REF2の矢印は、冷房時の冷媒の流れる向きを示す。
【0043】
空調システム1は、一次側冷媒回路CIR1と、二次側冷媒回路CIR2と、を備える。一次側冷媒回路CIR1と二次側冷媒回路CIR2とは、中間熱交換器51を介して熱的に接続されている。
【0044】
[一次側冷媒回路CIR1]
一次側冷媒回路CIR1は、圧縮機61、屋外用熱交換器11、給気用熱交換器21、中間熱交換器51及び膨張弁71が一次側冷媒配管81により接続されて構成される。一次側冷媒回路CIR1は、一次側冷媒配管81を介して内部に一次側冷媒REF1が流れる。一次側冷媒回路CIR1により、後述する一次側冷凍サイクルHC1が構成される。
【0045】
一次側冷媒回路CIR1は、圧縮機61から順に、屋外用熱交換器11、膨張弁71、中間熱交換器51及び給気用熱交換器21が接続され、圧縮機61に戻る。
【0046】
冷房時では、一次側冷媒回路CIR1において、圧縮機61で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機61から、屋外用熱交換器11及び膨張弁71の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁71で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁71から、中間熱交換器51及び給気用熱交換器21の順に流れる。そして、給気用熱交換器21を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機61に戻る。
【0047】
暖房時では、一次側冷媒回路CIR1において、圧縮機61で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機61から、給気用熱交換器21、中間熱交換器51及び膨張弁71の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁71で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁71から、屋外用熱交換器11に流れる。そして、屋外用熱交換器11を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機61に戻る。
【0048】
[二次側冷媒回路CIR2]
二次側冷媒回路CIR2は、圧縮機62、屋内用熱交換器31、排気用熱交換器41、中間熱交換器51及び膨張弁72が二次側冷媒配管82により接続されて構成される。二次側冷媒回路CIR2は、二次側冷媒配管82を介して内部に二次側冷媒REF2が流れる。二次側冷媒回路CIR2により、後述する二次側冷凍サイクルHC2が構成される。
【0049】
二次側冷媒回路CIR2は、圧縮機62から順に中間熱交換器51、排気用熱交換器41、膨張弁72及び屋内用熱交換器31が接続され、圧縮機62に戻る。
【0050】
冷房時では、二次側冷媒回路CIR2において、圧縮機62で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機62から、中間熱交換器51、排気用熱交換器41及び膨張弁72の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁72で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁72から、屋内用熱交換器31に流れる。そして、屋内用熱交換器31を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機62に戻る。
【0051】
暖房時では、二次側冷媒回路CIR2において、圧縮機62で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機62から、屋内用熱交換器31及び膨張弁72の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁72で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁72から、排気用熱交換器41及び中間熱交換器51に流れる。そして、中間熱交換器51を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機62に戻る。
【0052】
<一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2>
一次側冷媒回路CIR1における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷媒回路CIR2における二次側冷凍サイクルHC2について説明する。図3は、第1実施形態に係る空調システム1の冷房時における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2について説明する図である。図4は、第1実施形態に係る空調システム1の暖房時における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2について説明する図である。
【0053】
図3及び図4のそれぞれは、一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2をエンタルピ-圧力線図(モリエル線図)上で模式的に示した図である。なお、図3及び図4のそれぞれは、動作を説明するための図であって、冷凍サイクルを簡略化して記載している。図3及び図4のそれぞれの横軸はエンタルピを示す。図3及び図4のそれぞれの縦軸は圧力を示す。
【0054】
最初に、図3を参照しながら、冷房時における第1実施形態に係る空調システム1の一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2について説明する。
【0055】
最初に、一次側冷凍サイクルHC1について、圧縮機61における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0056】
冷房時において、圧縮機61が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図3において、圧縮機61が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A1から点A2において、一次側冷媒REF1の温度が上昇してエンタルピが増加するとともに、圧力が上昇する。
【0057】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図3において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において冷却されることにより、区間HX1に示すように、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A2から点A3において、圧力は一定で、一次側冷媒REF1の温度が低下してエンタルピが減少する。
【0058】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁71において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図3において、一次側冷媒REF1が膨張弁71で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A3から点A4において、一次側冷媒REF1のエンタルピは一定で、圧力が減少する。
【0059】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、加熱された二次側冷媒REF2と熱交換することにより加熱される。また、一次側冷媒REF1は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することより加熱される。したがって、図3において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51及び給気用熱交換器21において加熱されることにより、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A4から点A1において、圧力は一定で、一次側冷媒REF1の温度が上昇してエンタルピが増加する。なお、図3の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間、区間HX2は給気用熱交換器21により加熱される区間、を示す。
【0060】
次に、二次側冷凍サイクルHC2について、圧縮機62における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0061】
冷房時において、圧縮機62が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図3において、圧縮機62が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B1から点B2において、二次側冷媒REF2の温度が上昇してエンタルピが増加するとともに、圧力が上昇する。
【0062】
次に、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、冷却された一次側冷媒REF1と熱交換することにより冷却される。また、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより冷却される。したがって、図3において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51及び排気用熱交換器41において冷却されることにより、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B2から点B3において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が下降してエンタルピが減少する。なお、図3の区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間、区間HX4は排気用熱交換器41により冷却される区間、を示す。
【0063】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁72において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図3において、二次側冷媒REF2が膨張弁72で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B3から点B4において、二次側冷媒REF2のエンタルピは一定で、圧力が減少する。
【0064】
次に、二次側冷媒REF2は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより加熱される。したがって、図3において、二次側冷媒REF2が屋内用熱交換器31において加熱されることにより、区間HX3に示すように、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B4から点B1において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が上昇してエンタルピが増加する。
【0065】
次に、図4を参照しながら、暖房時における第1実施形態に係る空調システム1の一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC2について説明する。
【0066】
最初に、一次側冷凍サイクルHC1について、圧縮機61における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0067】
暖房時において、圧縮機61が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図3において、圧縮機61が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A1から点A2において、一次側冷媒REF1の温度が上昇してエンタルピが増加するとともに、圧力が上昇する。
【0068】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、冷却された二次側冷媒REF2と熱交換することにより冷却される。また、一次側冷媒REF1は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することより冷却される。したがって、図4において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51及び給気用熱交換器21において冷却されることにより、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A2から点A3において、圧力は一定で、一次側冷媒REF1の温度が低下してエンタルピが減少する。なお、図4の区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間、区間HX2は給気用熱交換器21により冷却される区間、を示す。
【0069】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁71において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図4において、一次側冷媒REF1が膨張弁71で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A3から点A4において、一次側冷媒REF1のエンタルピは一定で、圧力が減少する。
【0070】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図4において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において加熱されることにより、区間HX1に示すように、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点A4から点A1において、圧力は一定で、一次側冷媒REF1の温度が上昇してエンタルピが増加する。
【0071】
次に、二次側冷凍サイクルHC2について、圧縮機62における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0072】
暖房時において、圧縮機62が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図4において、圧縮機62が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B1から点B2において、二次側冷媒REF2の温度が上昇してエンタルピが増加するとともに、圧力が上昇する。
【0073】
次に、二次側冷媒REF2は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより冷却される。したがって、図4において、二次側冷媒REF2が屋内用熱交換器31において冷却されることにより、区間HX3に示すように、点B2から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B2から点B3において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が下降してエンタルピが減少する。
【0074】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁72において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図4において、二次側冷媒REF2が膨張弁72で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B3から点B4において、二次側冷媒REF2のエンタルピは一定で、圧力が減少する。
【0075】
次に、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、加熱された一次側冷媒REF1と熱交換することにより加熱される。また、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより加熱される。したがって、図4において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51及び排気用熱交換器41において加熱されることにより、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B4から点B1において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が上昇してエンタルピが増加する。なお、図4の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間、区間HX4は排気用熱交換器41により加熱される区間、を示す。
【0076】
<まとめ>
本実施形態に係る空調システム1によれば、二元サイクルを備える空調装置において、中間圧において熱回収を行う換気装置を組み合わせて、効率を向上できる。
【0077】
例えば、空調システムにおいて地球温暖化係数(GWP:Global Warming Potential)を下げるために、低GWP冷媒を使用する場合がある。低GWP冷媒は燃焼性があるものが多いため室内への導入についての総量規制が存在する。したがって、温調のための容量に制限があることが課題である。容量に制限があるという課題を解決するために、空調装置を二元サイクルにして屋内に不燃性の冷媒を導入する手法が考えられる。しかし、二元サイクルは中間熱交換器を持つため単段サイクルよりも効率が低下する場合がある。
【0078】
本実施形態に係る空調システム1によれば、二元サイクルを備える空調機に、冷媒で排気から熱回収を行う換気装置を組み合わせることによって、効率のよい空調システムを提供できる。
【0079】
なお、圧縮機61が第1圧縮機の一例、屋外用熱交換器11が第1熱交換器の一例、給気経路P1が第1経路の一例、給気用熱交換器21が第2熱交換器の一例、である。膨張弁71が第1膨張弁の一例、一次側冷媒REF1が第1冷媒の一例、一次側冷媒配管81が第1冷媒配管の一例、一次側冷媒回路CIR1が第1冷媒回路の一例、である。圧縮機62が第2圧縮機の一例、屋内用熱交換器31が第3熱交換器の一例、排気経路P2が第2経路の一例、排気用熱交換器41が第4熱交換器の一例、である。膨張弁72が第2膨張弁の一例、二次側冷媒REF2が第2冷媒の一例、二次側冷媒配管82が第2冷媒配管の一例、二次側冷媒回路CIR2が第2冷媒回路の一例、である。中間熱交換器51が第1中間熱交換器の一例である。
【0080】
≪第2実施形態に係る空調システム2≫
第2実施形態に係る空調システム2について説明する。図5は、第2実施形態に係る空調システム2の概略構成を示す図である。図6は、第2実施形態に係る空調システム2における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR12について説明する図である。空調システム2は、建物BLDの屋内IDSと屋外OPSとの間で換気を行う。また、空調システム2は、建物BLDの屋内IDSにおいて、空調を行う。
【0081】
<空調システム2の構成>
空調システム2は、屋外ユニット10と、給気ユニット120と、屋内ユニット30と、排気ユニット40と、熱交換ユニット50と、を備える。また、空調システム2は、圧縮機61及び圧縮機62と、膨張弁71、膨張弁72及び膨張弁73と、を備える。
【0082】
空調システム2は、空調システム1の給気ユニット20に換えて、給気ユニット120を備える。ここでは、空調システム1と同じ構成については、説明を省略して、給気ユニット120について説明する。
【0083】
[給気ユニット120]
給気ユニット120は、建物BLDの屋外OPSから外気OAを取り込んで、取り込んだ外気OAと一次側冷媒REF1との間で熱交換を行う。そして、給気ユニット120は、熱交換後の外気OAを給気SAとして建物BLDの屋内IDSに給気する。給気ユニット120は、給気用熱交換器21と、送風機22と、第2給気用熱交換器23と、を備える。給気用熱交換器21及び送風機22については、空調システム1と同じ構成であることから説明を省略する。
【0084】
第2給気用熱交換器23は、給気経路P1における給気用熱交換器21の下流に設けられる。第2給気用熱交換器23は、給気用熱交換器21を通過した外気OAと二次側冷媒REF2との熱交換を行う。第2給気用熱交換器23は、複数のプレート型のフィンと、フィンを貫通し二次側冷媒REF2が流れる配管と、を備える。
【0085】
第2給気用熱交換器23の配管には二次側冷媒REF2が流れる。第2給気用熱交換器23のフィンの間を外気OAが流れることにより、外気OAと第2給気用熱交換器23の配管に流れる二次側冷媒REF2との間で熱交換が行われる。
【0086】
<一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR12>
空調システム2における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR12について説明する。図6は、第2実施形態に係る空調システム2における一次側冷媒回路CIR1及び二次側冷媒回路CIR12について説明する図である。なお、図6において、一次側冷媒REF1及び二次側冷媒REF2の矢印は、冷房時の冷媒の流れる向きを示す。
【0087】
空調システム2は、一次側冷媒回路CIR1と、二次側冷媒回路CIR12と、を備える。一次側冷媒回路CIR1と二次側冷媒回路CIR12とは、中間熱交換器51を介して熱的に接続されている。一次側冷媒回路CIR1は、空調システム1と同様の構成を有することから説明は省略する。
【0088】
[二次側冷媒回路CIR12]
二次側冷媒回路CIR12は、圧縮機62、第2給気用熱交換器23、屋内用熱交換器31、排気用熱交換器41、中間熱交換器51、膨張弁72及び膨張弁73が二次側冷媒配管182により接続されて構成される。二次側冷媒回路CIR12は、二次側冷媒配管182を介して内部に二次側冷媒REF2が流れる。二次側冷媒回路CIR12により、後述する二次側冷凍サイクルHC12が構成される。
【0089】
二次側冷媒回路CIR12は、圧縮機62から順に中間熱交換器51、排気用熱交換器41が接続される。二次側冷媒回路CIR12は、排気用熱交換器41に続いて、膨張弁72及び屋内用熱交換器31と、膨張弁73及び第2給気用熱交換器23と、が並列に接続される。そして、二次側冷媒回路CIR12は、屋内用熱交換器31及び第2給気用熱交換器23から圧縮機62に戻る。
【0090】
冷房時では、二次側冷媒回路CIR12において、圧縮機62で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機62から、中間熱交換器51及び排気用熱交換器41の順に流れる。そして、排気用熱交換器41から吐出した二次側冷媒REF2は、膨張弁72と膨張弁73に分岐する。二次側冷媒REF2は、膨張弁72及び膨張弁73のそれぞれにおいて減圧される。膨張弁72において減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁72から屋内用熱交換器31に流れる。また、膨張弁73において減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁73から第2給気用熱交換器23に流れる。そして、屋内用熱交換器31及び第2給気用熱交換器23のそれぞれを通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機62に戻る。
【0091】
暖房時では、二次側冷媒回路CIR12において、圧縮機62で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機62から、屋内用熱交換器31及び第2給気用熱交換器23のそれぞれに分岐して流れる。そして、屋内用熱交換器31を通過した二次側冷媒REF2は、膨張弁72で減圧される。また、第2給気用熱交換器23を通過した二次側冷媒REF2は、膨張弁73で減圧される。膨張弁72及び膨張弁73のそれぞれにおいて減圧された二次側冷媒REF2は、合流する。そして、合流した二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41及び中間熱交換器51に流れる。そして、中間熱交換器51を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機62に戻る。
【0092】
<一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC12>
一次側冷媒回路CIR1における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷媒回路CIR12における二次側冷凍サイクルHC12について説明する。図7は、第2実施形態に係る空調システム2の冷房時における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC12について説明する図である。図8は、第2実施形態に係る空調システム2の暖房時における一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC12について説明する図である。
【0093】
図7及び図8のそれぞれは、一次側冷凍サイクルHC1及び二次側冷凍サイクルHC12をエンタルピ-圧力線図(モリエル線図)上で模式的に示した図である。なお、図7及び図8のそれぞれは、動作を説明するための図であって、冷凍サイクルを簡略化して記載している。図7及び図8のそれぞれの横軸はエンタルピを示す。図7及び図8のそれぞれの縦軸は圧力を示す。なお、一次側冷凍サイクルHC1については、空調システム1における一次側冷凍サイクルHC1と同じ冷凍サイクルであることから説明は省略する。
【0094】
最初に、図7を参照しながら、冷房時における第2実施形態に係る空調システム2の二次側冷凍サイクルHC12について説明する。
【0095】
二次側冷凍サイクルHC12について、圧縮機62における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から点B3までについては、空調システム1と同様であることから説明を省略する。
【0096】
点B3において、二次側冷媒REF2は、膨張弁72及び膨張弁73のそれぞれにおいて減圧されることにより圧力が低下する。なお、図7においては、二次側冷媒回路CIR12における膨張弁72及び屋内用熱交換器31と膨張弁73及び第2給気用熱交換器23とによる並列になっている回路部分は一本の線にまとめている。したがって、図3において、二次側冷媒REF2が膨張弁72及び膨張弁73のそれぞれで減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0097】
次に、二次側冷媒REF2は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより加熱され、第2給気用熱交換器23において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図3において、二次側冷媒REF2が屋内用熱交換器31及び第2給気用熱交換器23において加熱されることにより、区間HX3+HX2aに示すように、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B4から点B1において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が上昇してエンタルピが増加する。
【0098】
次に、図8を参照しながら、暖房時における第2実施形態に係る空調システム2の二次側冷凍サイクルHC12について説明する。なお、図8においては、二次側冷媒回路CIR12における膨張弁72及び屋内用熱交換器31と膨張弁73及び第2給気用熱交換器23とによる並列になっている回路部分は一本の線にまとめている。
【0099】
二次側冷凍サイクルHC12について、圧縮機62における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から点B2及び点B3から点B4までについては、空調システム1と同様であることから説明を省略する。
【0100】
二次側冷媒REF2は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより冷却される。また、二次側冷媒REF2は、第2給気用熱交換器23において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図8において、二次側冷媒REF2が屋内用熱交換器31及び第2給気用熱交換器23のそれぞれにおいて冷却されることにより、区間HX3+HX2aに示すように、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。具体的には、点B2から点B3において、圧力は一定で、二次側冷媒REF2の温度が下降してエンタルピが減少する。
【0101】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁72及び膨張弁73のそれぞれにおいて減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図8において、二次側冷媒REF2が膨張弁72及び膨張弁73で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0102】
<まとめ>
本実施形態に係る空調システム2によれば、空調システム1が有する効果、作用に加えて、給気ユニットにおいて、二次側冷媒REF2を用いて温度を調整することにより、効率を向上できる。
【0103】
なお、第2給気用熱交換器23が第6熱交換器の一例である。
【0104】
≪第3実施形態に係る換気装置3≫
第3実施形態に係る換気装置3について説明する。換気装置3は、屋外用熱交換器11を含む一次側冷凍サイクルHC21と、給気用熱交換器21を含む二次側冷凍サイクルHC22と、を備える。図9は、第3実施形態に係る換気装置3の概略構成を示す図である。図10は、第2実施形態に係る換気装置3における一次側冷媒回路CIR21及び二次側冷媒回路CIR22について説明する図である。換気装置3は、建物BLDの屋内IDSと屋外OPSとの間で換気を行う。
【0105】
<換気装置3の構成>
換気装置3は、屋外ユニット10と、給気ユニット20と、排気ユニット40と、熱交換ユニット50と、を備える。また、換気装置3は、圧縮機261及び圧縮機262と、膨張弁271及び膨張弁272と、を備える。
【0106】
換気装置3は、空調システム1と同様の構成を備えていることから、詳細については上記の説明を参照することとして、換気装置3の冷媒回路について説明する。
【0107】
<一次側冷媒回路CIR21及び二次側冷媒回路CIR22>
換気装置3における一次側冷媒回路CIR21及び二次側冷媒回路CIR22について説明する。図10は、第3実施形態に係る換気装置3における一次側冷媒回路CIR21及び二次側冷媒回路CIR22について説明する図である。なお、図10において、一次側冷媒REF1及び二次側冷媒REF2の矢印は、冷房時の冷媒の流れる向きを示す。
【0108】
換気装置3は、一次側冷媒回路CIR21と、二次側冷媒回路CIR22と、を備える。一次側冷媒回路CIR21と二次側冷媒回路CIR22とは、中間熱交換器51を介して熱的に接続されている。
【0109】
[一次側冷媒回路CIR21]
一次側冷媒回路CIR21は、圧縮機261、屋外用熱交換器11、中間熱交換器51及び膨張弁271が一次側冷媒配管281により接続されて構成される。一次側冷媒回路CIR21は、一次側冷媒配管281を介して内部に一次側冷媒REF1が流れる。一次側冷媒回路CIR21により、後述する一次側冷凍サイクルHC21が構成される。
【0110】
一次側冷媒回路CIR21は、圧縮機261から順に、屋外用熱交換器211、膨張弁271及び中間熱交換器51が接続され、圧縮機261に戻る。
【0111】
冷房時では、一次側冷媒回路CIR21において、圧縮機261で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機261から、屋外用熱交換器11及び膨張弁271の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁271で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁271から、中間熱交換器51に流れる。そして、中間熱交換器51を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機261に戻る。
【0112】
暖房時では、一次側冷媒回路CIR21において、圧縮機261で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機261から、中間熱交換器51及び膨張弁271の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁271で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁271から、屋外用熱交換器11に流れる。そして、屋外用熱交換器11を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機261に戻る。
【0113】
[二次側冷媒回路CIR22]
二次側冷媒回路CIR22は、圧縮機262、給気用熱交換器21、排気用熱交換器41、中間熱交換器51及び膨張弁272が二次側冷媒配管282により接続されて構成される。二次側冷媒回路CIR22は、二次側冷媒配管282を介して内部に二次側冷媒REF2が流れる。二次側冷媒回路CIR22により、後述する二次側冷凍サイクルHC22が構成される。
【0114】
二次側冷媒回路CIR22は、圧縮機262から順に排気用熱交換器41、中間熱交換器51、膨張弁272及び給気用熱交換器21が接続され、圧縮機262に戻る。
【0115】
冷房時では、二次側冷媒回路CIR22において、圧縮機262で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機262から、排気用熱交換器41、中間熱交換器51及び膨張弁272の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁272で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁272から、給気用熱交換器21に流れる。そして、給気用熱交換器21を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機262に戻る。
【0116】
暖房時では、二次側冷媒回路CIR22において、圧縮機262で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機262から、給気用熱交換器21及び膨張弁272の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁272で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁272から、中間熱交換器51及び排気用熱交換器41の順に流れる。そして、排気用熱交換器41を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機262に戻る。
【0117】
<一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22>
一次側冷媒回路CIR21における一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷媒回路CIR22における二次側冷凍サイクルHC22について説明する。図11は、第3実施形態に係る換気装置3の冷房時における一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22について説明する図である。図12は、第3実施形態に係る換気装置3の暖房時における一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22について説明する図である。
【0118】
図11及び図12のそれぞれは、一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22をエンタルピ-圧力線図(モリエル線図)上で模式的に示した図である。なお、図11及び図12のそれぞれは、動作を説明するための図であって、冷凍サイクルを簡略化して記載している。図11及び図12のそれぞれの横軸はエンタルピを示す。図11及び図12のそれぞれの縦軸は圧力を示す。
【0119】
最初に、図11を参照しながら、冷房時における第3実施形態に係る換気装置3の一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22について説明する。
【0120】
最初に、一次側冷凍サイクルHC21について、圧縮機261における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0121】
冷房時において、圧縮機261が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図11において、圧縮機261が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0122】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図11において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において冷却されることにより、区間HX1に示すように、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0123】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁271において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図11において、一次側冷媒REF1が膨張弁271で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0124】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、加熱された二次側冷媒REF2と熱交換することにより加熱される。したがって、図11において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51において加熱されることにより、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図11の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間を示す。
【0125】
次に、二次側冷凍サイクルHC22について、圧縮機262における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0126】
冷房時において、圧縮機262が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図11において、圧縮機262が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0127】
次に、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することより冷却される。また、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、冷却された一次側冷媒REF1と熱交換することにより冷却される。したがって、図11において、二次側冷媒REF2が排気用熱交換器41及び中間熱交換器51において冷却されることにより、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図11の区間HX4は排気用熱交換器41により冷却される区間、区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間、を示す。
【0128】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁272において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図11において、二次側冷媒REF2が膨張弁272で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0129】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図11において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において加熱されることにより、区間HX2に示すように、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0130】
次に、図12を参照しながら、暖房時における第3実施形態に係る換気装置3の一次側冷凍サイクルHC21及び二次側冷凍サイクルHC22について説明する。
【0131】
最初に、一次側冷凍サイクルHC21について、圧縮機261における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0132】
暖房時において、圧縮機261が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図12において、圧縮機261が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0133】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、冷却された二次側冷媒REF2と熱交換することにより冷却される。したがって、図12において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51において冷却されることにより、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図12の区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間を示す。
【0134】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁271において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図12において、一次側冷媒REF1が膨張弁271で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0135】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図12において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において加熱されることにより、区間HX1に示すように、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0136】
次に、二次側冷凍サイクルHC22について、圧縮機262における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0137】
暖房時において、圧縮機262が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図12において、圧縮機262が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0138】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図12において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において冷却されることにより、区間HX2に示すように、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0139】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁272において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図12において、二次側冷媒REF2が膨張弁272で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0140】
次に、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、加熱された一次側冷媒REF1と熱交換することにより加熱される。また、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することより加熱される。したがって、図12において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51及び排気用熱交換器41において加熱されることにより、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図12の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間、区間HX4は排気用熱交換器41により加熱される区間、を示す。
【0141】
<効果、作用>
第3実施形態に係る換気装置3によれば、室外機を用いることにより、効率よく外気OAを取り込んで温度を調整することができる。
【0142】
例えば、寒冷地での低外気条件では、外気OAの温度が低く、室温相当まで吹出温度を確保しきれない可能性がある。そこで、第3実施形態に係る換気装置3によれば、屋外用熱交換器11を用いることにより、十分な放熱を可能とするとともに、凝縮温度を下げて省エネ性を向上できる。また、第3実施形態に係る換気装置3によれば、暖房時には、凍結抑制もできる。
【0143】
また、第3実施形態に係る換気装置3によれば、給気ユニット20及び排気ユニット40と、屋外ユニット10と、を別に設置できることから、装置の設置場所の自由度が高くできる。
【0144】
さらに、第3実施形態に係る換気装置3によれば、熱回収機の運転可能エリアを満足しつつ、給気からの吹出温度を適度に保もち、寒冷地でも省エネと快適性を両立できる。
【0145】
さらにまた、第3実施形態に係る換気装置3によれば、分離型の外調機を、熱収支を取るための熱量調整熱交とすることができる。言い換えると、第3実施形態に係る換気装置3は、屋外用熱交換器11における熱量により、給気用熱交換器21と排気用熱交換器41との間の熱収支を調整する。
【0146】
なお、一次側冷凍サイクルHC21が第1冷凍サイクルの一例、二次側冷凍サイクルHC22が第2冷凍サイクルの一例、である。圧縮機261が第3圧縮機の一例、一次側冷媒REF1が第3冷媒の一例、一次側冷媒配管281が第3冷媒配管の一例、一次側冷媒回路CIR21が第3冷媒回路の一例、である。圧縮機262が第4圧縮機の一例、二次側冷媒REF2が第4冷媒の一例、二次側冷媒配管282が第4冷媒配管の一例、二次側冷媒回路CIR22が第4冷媒回路の一例、である。中間熱交換器51が第2中間熱交換器の一例である。
【0147】
≪第4実施形態に係る換気装置4≫
第4実施形態に係る換気装置4について説明する。図13は、第4実施形態に係る換気装置4の概略構成を示す図である。図14は、第4実施形態に係る換気装置4における一次側冷媒回路CIR31及び二次側冷媒回路CIR32について説明する図である。換気装置3は、建物BLDの屋内IDSと屋外OPSとの間で換気を行う。
【0148】
<換気装置4の構成>
換気装置4は、屋外ユニット10と、給気ユニット20と、排気ユニット40と、熱交換ユニット50と、を備える。また、換気装置4は、圧縮機361及び圧縮機362と、膨張弁371及び膨張弁372と、を備える。
【0149】
換気装置4は、空調システム1と同様の構成を備えていることから、詳細については上記の説明を参照することとして、換気装置4の冷媒回路について説明する。
【0150】
<一次側冷媒回路CIR31及び二次側冷媒回路CIR32>
換気装置4における一次側冷媒回路CIR31及び二次側冷媒回路CIR32について説明する。図14は、第4実施形態に係る換気装置4における一次側冷媒回路CIR31及び二次側冷媒回路CIR32について説明する図である。なお、図14において、一次側冷媒REF1及び二次側冷媒REF2の矢印は、冷房時の冷媒の流れる向きを示す。
【0151】
換気装置4は、一次側冷媒回路CIR31と、二次側冷媒回路CIR32と、を備える。一次側冷媒回路CIR31と二次側冷媒回路CIR32とは、中間熱交換器51を介して熱的に接続されている。
【0152】
[一次側冷媒回路CIR31]
一次側冷媒回路CIR31は、圧縮機361、排気用熱交換器41、屋外用熱交換器11、中間熱交換器51及び膨張弁371が一次側冷媒配管381により接続されて構成される。一次側冷媒回路CIR31は、一次側冷媒配管381を介して内部に一次側冷媒REF1が流れる。一次側冷媒回路CIR31により、後述する一次側冷凍サイクルHC31が構成される。
【0153】
一次側冷媒回路CIR31は、圧縮機361から順に、排気用熱交換器41、屋外用熱交換器11、膨張弁371及び中間熱交換器51が接続され、圧縮機361に戻る。
【0154】
冷房時では、一次側冷媒回路CIR31において、圧縮機361で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機361から、排気用熱交換器41、屋外用熱交換器11及び膨張弁371の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁371で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁371から、中間熱交換器51に流れる。そして、中間熱交換器51を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機361に戻る。
【0155】
暖房時では、一次側冷媒回路CIR31において、圧縮機361で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機361から、中間熱交換器51及び膨張弁371の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁371で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁371から、屋外用熱交換器11及び排気用熱交換器41の順に流れる。そして、屋外用熱交換器11及び排気用熱交換器41を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機361に戻る。
【0156】
[二次側冷媒回路CIR32]
二次側冷媒回路CIR32は、圧縮機362、給気用熱交換器21、中間熱交換器51及び膨張弁372が二次側冷媒配管382により接続されて構成される。二次側冷媒回路CIR32は、二次側冷媒配管382を介して内部に二次側冷媒REF2が流れる。二次側冷媒回路CIR32により、後述する二次側冷凍サイクルHC32が構成される。
【0157】
二次側冷媒回路CIR32は、圧縮機362から順に中間熱交換器51、膨張弁372及び給気用熱交換器21が接続され、圧縮機362に戻る。
【0158】
冷房時では、二次側冷媒回路CIR32において、圧縮機362で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機362から、中間熱交換器51及び膨張弁372の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁372で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁372から、給気用熱交換器21に流れる。そして、給気用熱交換器21を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機362に戻る。
【0159】
暖房時では、二次側冷媒回路CIR32において、圧縮機362で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機362から、給気用熱交換器21及び膨張弁372の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁372で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁372から、中間熱交換器51に流れる。そして、中間熱交換器51を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機362に戻る。
【0160】
<一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32>
一次側冷媒回路CIR31における一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷媒回路CIR32における二次側冷凍サイクルHC32について説明する。図15は、第4実施形態に係る換気装置4の冷房時における一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32について説明する図である。図16は、第4実施形態に係る換気装置4の暖房時における一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32について説明する図である。
【0161】
図15及び図16のそれぞれは、一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32をエンタルピ-圧力線図(モリエル線図)上で模式的に示した図である。なお、図15及び図16のそれぞれは、動作を説明するための図であって、冷凍サイクルを簡略化して記載している。図15及び図16のそれぞれの横軸はエンタルピを示す。図15及び図16のそれぞれの縦軸は圧力を示す。
【0162】
最初に、図15を参照しながら、冷房時における第4実施形態に係る換気装置4の一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32について説明する。
【0163】
最初に、一次側冷凍サイクルHC31について、圧縮機361における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0164】
冷房時において、圧縮機361が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図15において、圧縮機361が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0165】
次に、一次側冷媒REF1は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより冷却される。また、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図15において、一次側冷媒REF1が排気用熱交換器41及び屋外用熱交換器11のそれぞれにおいて冷却されることにより、区間HX4及び区間HX1に示すように、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0166】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁371において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図15において、一次側冷媒REF1が膨張弁371で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0167】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、加熱された二次側冷媒REF2と熱交換することにより加熱される。したがって、図15において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51において加熱されることにより、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図15の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間を示す。
【0168】
次に、二次側冷凍サイクルHC32について、圧縮機362における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0169】
冷房時において、圧縮機362が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図15において、圧縮機262が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0170】
次に、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、冷却された一次側冷媒REF1と熱交換することにより冷却される。したがって、図15において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51において冷却されることにより、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図15の区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間を示す。
【0171】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁372において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図15において、二次側冷媒REF2が膨張弁372で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0172】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図15において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において加熱されることにより、区間HX2に示すように、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0173】
次に、図16を参照しながら、暖房時における第4実施形態に係る換気装置4の一次側冷凍サイクルHC31及び二次側冷凍サイクルHC32について説明する。
【0174】
最初に、一次側冷凍サイクルHC31について、圧縮機361における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0175】
暖房時において、圧縮機361が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図16において、圧縮機361が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0176】
次に、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、冷却された二次側冷媒REF2と熱交換することにより冷却される。したがって、図16において、一次側冷媒REF1が中間熱交換器51において冷却されることにより、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図16の区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間を示す。
【0177】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁371において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図16において、一次側冷媒REF1が膨張弁371で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0178】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより加熱される。また、一次側冷媒REF1は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより加熱される。したがって、図16において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11及び排気用熱交換器41のそれぞれにおいて加熱されることにより、区間HX1及び区間HX4に示すように、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0179】
次に、二次側冷凍サイクルHC32について、圧縮機362における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0180】
暖房時において、圧縮機362が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図16において、圧縮機362が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0181】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図16において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において冷却されることにより、区間HX2に示すように、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0182】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁372において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図16において、二次側冷媒REF2が膨張弁372で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0183】
次に、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、加熱された一次側冷媒REF1と熱交換することにより加熱される。したがって、図16において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51において加熱されることにより、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図16の区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間を示す。
【0184】
<まとめ>
第4実施形態に係る換気装置4によれば、換気装置3と同様に、室外機を用いることにより、効率よく外気OAを取り込んで温度を調整することができる。
【0185】
なお、一次側冷凍サイクルHC31が第1冷凍サイクルの一例、二次側冷凍サイクルHC32が第2冷凍サイクルの一例、である。圧縮機361が第5圧縮機の一例、一次側冷媒REF1が第5冷媒の一例、一次側冷媒配管381が第5冷媒配管の一例、一次側冷媒回路CIR31が第5冷媒回路の一例、である。圧縮機362が第6圧縮機の一例、二次側冷媒REF2が第6冷媒の一例、二次側冷媒配管382が第6冷媒配管の一例、二次側冷媒回路CIR32が第6冷媒回路の一例、である。中間熱交換器51が第3中間熱交換器の一例である。
【0186】
≪第5実施形態に係る空調システム5≫
第5実施形態に係る空調システム5について説明する。図17は、第5実施形態に係る空調システム5の概略構成を示す図である。図18は、第5実施形態に係る空調システム5における一次側冷媒回路CIR41及び二次側冷媒回路CIR42について説明する図である。換気装置3は、建物BLDの屋内IDSと屋外OPSとの間で換気を行う。
【0187】
<空調システム5の構成>
空調システム5は、屋外ユニット10と、給気ユニット20と、屋内ユニット30と、排気ユニット40と、熱交換ユニット50と、を備える。また、空調システム5は、圧縮機461及び圧縮機462と、四方弁463及び四方弁464と、膨張弁471及び膨張弁472と、を備える。なお、屋外ユニット10、圧縮機461及び四方弁463をまとめて室外機100という場合がある。また、圧縮機462及び四方弁464をまとめて圧縮装置466という場合がある。
【0188】
空調システム5は、空調システム1と同様の構成を備えていることから、詳細については上記の説明を参照することとして、空調システム5の冷媒回路について説明する。
【0189】
<一次側冷媒回路CIR41及び二次側冷媒回路CIR42>
空調システム5における一次側冷媒回路CIR41及び二次側冷媒回路CIR42について説明する。図18は、第5実施形態に係る空調システム5における一次側冷媒回路CIR41及び二次側冷媒回路CIR42について説明する図である。なお、図18において、一次側冷媒REF1及び二次側冷媒REF2の矢印は、冷房時の冷媒の流れる向きを示す。
【0190】
空調システム5は、一次側冷媒回路CIR41と、二次側冷媒回路CIR42と、を備える。一次側冷媒回路CIR41と二次側冷媒回路CIR42とは、中間熱交換器51を介して熱的に接続されている。
【0191】
[一次側冷媒回路CIR41]
一次側冷媒回路CIR41は、圧縮機461、屋外用熱交換器11、屋内用熱交換器31、中間熱交換器51及び膨張弁471が一次側冷媒配管481により接続されて構成される。一次側冷媒回路CIR41は、一次側冷媒配管481を介して内部に一次側冷媒REF1が流れる。一次側冷媒回路CIR41により、後述する一次側冷凍サイクルHC41が構成される。
【0192】
一次側冷媒回路CIR41は、圧縮機461から順に、屋外用熱交換器11、膨張弁471、屋内用熱交換器31及び中間熱交換器51が接続され、圧縮機461に戻る。
【0193】
冷房時では、一次側冷媒回路CIR41において、圧縮機461で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機461から、屋外用熱交換器11及び膨張弁471の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁471で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁471から、屋内用熱交換器31及び中間熱交換器51の順に流れる。そして、屋内用熱交換器31及び中間熱交換器51を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機461に戻る。
【0194】
暖房時では、一次側冷媒回路CIR41において、圧縮機461で圧縮されて加熱した一次側冷媒REF1は、圧縮機461から、中間熱交換器51、屋内用熱交換器31及び膨張弁471の順に流れる。一次側冷媒REF1は、膨張弁471で減圧される。減圧された一次側冷媒REF1は、膨張弁471から、屋外用熱交換器11に流れる。そして、屋外用熱交換器11を通過した一次側冷媒REF1は、圧縮機461に戻る。
【0195】
[二次側冷媒回路CIR42]
二次側冷媒回路CIR42は、圧縮機462、給気用熱交換器21、排気用熱交換器41、中間熱交換器51及び膨張弁472が二次側冷媒配管482により接続されて構成される。二次側冷媒回路CIR42は、二次側冷媒配管482を介して内部に二次側冷媒REF2が流れる。二次側冷媒回路CIR42により、後述する二次側冷凍サイクルHC42が構成される。
【0196】
二次側冷媒回路CIR42は、圧縮機462から順に中間熱交換器51、排気用熱交換器41、膨張弁472及び給気用熱交換器21が接続され、圧縮機462に戻る。
【0197】
冷房時では、二次側冷媒回路CIR42において、圧縮機462で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機462から、中間熱交換器51、排気用熱交換器41及び膨張弁472の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁472で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁472から、給気用熱交換器21に流れる。そして、給気用熱交換器21を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機462に戻る。
【0198】
暖房時では、二次側冷媒回路CIR42において、圧縮機462で圧縮されて加熱した二次側冷媒REF2は、圧縮機462から、給気用熱交換器21及び膨張弁472の順に流れる。二次側冷媒REF2は、膨張弁472で減圧される。減圧された二次側冷媒REF2は、膨張弁472から、排気用熱交換器41及び中間熱交換器51の順に流れる。そして、排気用熱交換器41及び中間熱交換器51を通過した二次側冷媒REF2は、圧縮機462に戻る。
【0199】
<一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42>
一次側冷媒回路CIR41における一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷媒回路CIR42における二次側冷凍サイクルHC42について説明する。図19は、第5実施形態に係る空調システム5の冷房時における一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42について説明する図である。図20は、第5実施形態に係る空調システム5の暖房時における一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42について説明する図である。
【0200】
図19及び図20のそれぞれは、一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42をエンタルピ-圧力線図(モリエル線図)上で模式的に示した図である。なお、図19及び図20のそれぞれは、動作を説明するための図であって、冷凍サイクルを簡略化して記載している。図19及び図20のそれぞれの横軸はエンタルピを示す。図19及び図20のそれぞれの縦軸は圧力を示す。
【0201】
最初に、図19を参照しながら、冷房時における第5実施形態に係る空調システム5の一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42について説明する。
【0202】
最初に、一次側冷凍サイクルHC41について、圧縮機461における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0203】
冷房時において、圧縮機461が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図19において、圧縮機461が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0204】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図19において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において冷却されることにより、区間HX1に示すように、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0205】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁471において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図19において、一次側冷媒REF1が膨張弁471で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0206】
次に、一次側冷媒REF1は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより加熱される。また、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、加熱された二次側冷媒REF2と熱交換することにより加熱される。したがって、図19において、一次側冷媒REF1が屋内用熱交換器31及び中間熱交換器51において加熱されることにより、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図19の区間HX3は屋内IDSの空気により加熱される区間、区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間、を示す。
【0207】
次に、二次側冷凍サイクルHC42について、圧縮機462における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0208】
冷房時において、圧縮機462が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図19において、圧縮機462が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0209】
次に、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより冷却される。また、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、冷却された一次側冷媒REF1と熱交換することにより冷却される。したがって、図19において、二次側冷媒REF2が排気用熱交換器41及び中間熱交換器51のそれぞれにおいて冷却されることにより、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図19の区間HX4は排気用熱交換器41により冷却される区間、区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間、を示す。
【0210】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁472において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図19において、二次側冷媒REF2が膨張弁472で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0211】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図19において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において加熱されることにより、区間HX2に示すように、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0212】
次に、図20を参照しながら、暖房時における第5実施形態に係る空調システム5の一次側冷凍サイクルHC41及び二次側冷凍サイクルHC42について説明する。
【0213】
最初に、一次側冷凍サイクルHC41について、圧縮機461における一次側冷媒REF1を吸入する位置を示す点A1から順に説明する。
【0214】
暖房時において、圧縮機461が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、一次側冷媒REF1は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図20において、圧縮機461が一次側冷媒REF1を圧縮することにより、点A1から点A2に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0215】
次に、一次側冷媒REF1は、屋内用熱交換器31において、屋内IDSの空気と熱交換することにより冷却される。また、一次側冷媒REF1は、中間熱交換器51において、冷却された二次側冷媒REF2と熱交換することにより冷却される。したがって、図20において、一次側冷媒REF1が屋内用熱交換器31及び中間熱交換器51のそれぞれにおいて冷却されることにより、点A2から点A3に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図20の区間HX3は屋内用熱交換器31により冷却される区間、区間HX5は中間熱交換器51により冷却される区間、を示す。
【0216】
次に、一次側冷媒REF1は、膨張弁471において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図20において、一次側冷媒REF1が膨張弁471で減圧されることにより、点A3から点A4に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0217】
次に、一次側冷媒REF1は、屋外用熱交換器11において、外気OAと熱交換することにより加熱される。したがって、図20において、一次側冷媒REF1が屋外用熱交換器11において加熱されることにより、区間HX1に示すように、点A4から点A1に一次側冷媒REF1のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0218】
次に、二次側冷凍サイクルHC42について、圧縮機462における二次側冷媒REF2を吸入する位置を示す点B1から順に説明する。
【0219】
暖房時において、圧縮機462が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、二次側冷媒REF2は圧力が上昇するとともに温度も上昇する。したがって、図20において、圧縮機462が二次側冷媒REF2を圧縮することにより、点B1から点B2に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0220】
次に、二次側冷媒REF2は、給気用熱交換器21において、外気OAと熱交換することにより冷却される。したがって、図20において、二次側冷媒REF2が給気用熱交換器21において冷却されることにより、区間HX2に示すように、点B2から点B3に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0221】
次に、二次側冷媒REF2は、膨張弁472において減圧されることにより圧力が低下する。したがって、図20において、二次側冷媒REF2が膨張弁472で減圧されることにより、点B3から点B4に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。
【0222】
次に、二次側冷媒REF2は、排気用熱交換器41において、還気RAと熱交換することにより加熱される。また、二次側冷媒REF2は、中間熱交換器51において、加熱された一次側冷媒REF1と熱交換することにより加熱される。したがって、図20において、二次側冷媒REF2が中間熱交換器51において加熱されることにより、点B4から点B1に二次側冷媒REF2のエンタルピ及び圧力は変化する。なお、図20の区間HX4は排気用熱交換器41により加熱される区間、区間HX5は中間熱交換器51により加熱される区間、を示す。
【0223】
<まとめ>
第5実施形態に係る空調システム5によれば、二元サイクルを備える空調装置において、中間圧において熱回収を行う換気装置を組み合わせて、効率を向上できる。また、第5実施形態に係る空調システム5によれば、空調機(室内外ユニット)と熱回収機(給排気ユニット)の潜熱顕熱分離空調を実現できる。
【0224】
なお、圧縮機461が第7圧縮機の一例、一次側冷媒REF1が第7冷媒の一例、一次側冷媒配管481が第7冷媒配管の一例、一次側冷媒回路CIR41が第7冷媒回路の一例、である。圧縮機462が第8圧縮機の一例、二次側冷媒REF2が第8冷媒の一例、二次側冷媒配管482が第8冷媒配管の一例、二次側冷媒回路CIR42が第8冷媒回路の一例、である。中間熱交換器51が第4中間熱交換器の一例である。
【0225】
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【0226】
1、2、5 空調システム
3、4 換気装置
10 屋外ユニット
11、211 屋外用熱交換器
12 送風機
20、120 給気ユニット
21 給気用熱交換器
22 送風機
23 第2給気用熱交換器
30 屋内ユニット
31 屋内用熱交換器
40 排気ユニット
41 排気用熱交換器
42 送風機
50 熱交換ユニット
51 中間熱交換器
61、261、361、461 圧縮機
62、262、362、462 圧縮機
71、271、371、471 膨張弁
72、272、372、472 膨張弁
73 膨張弁
81、281、381、481 一次側冷媒配管
82、182、282、382、482 二次側冷媒配管
100 室外機
BLD 建物
CIR1、CIR21、CIR31、CIR41 一次側冷媒回路
CIR2、CIR12、CIR22、CIR32、CIR42 二次側冷媒回路
HC1、HC21、HC31、HC41 一次側冷凍サイクル
HC2、HC12、HC22、HC32、HC42 二次側冷凍サイクル
IDS 屋内
OPS 屋外
P1 給気経路
P2 排気経路
REF1 一次側冷媒
REF2 二次側冷媒
EA 排気
OA 外気
RA 還気
SA 給気
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20